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PCD刀具

PCD铣刀:
聚晶金刚石(PCD)刀具是通过把PCD复合片焊接到硬质合金或者钢的刀体上制成的刀具。由于PCD复合片将单晶金刚石的高硬度、耐磨性、低摩擦系数和强度与碳化钨硬质合金的高抗弯强度进行了结合,复合片的碳化钨硬质合金层为金刚石层提供了机械支持,增加了它的抗弯强度,同时硬质合金层易于焊接,使制作成品刀具变得容易。
与其它刀具材料相比,聚晶金刚石具有如下特点:
① 极高的硬度和耐磨性;
② 高导热性和低热膨胀系数,切削时散热快,切削温度低,热变形小;
③ 摩擦系数小,可降低加工表面粗糙度。
采用PCD刀具加工铝合金时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲和力小,且刀具前刀面都抛光成镜面,不易产生积屑瘤,加工尺寸稳定性以及表面质量都很好。采用PCD刀具加工各种规格铝合金零件,刀具寿命可达几千到几万件,尤其适合汽车、摩托车零件的大规模生产。PCD刀具还广泛用于其它有色金属和非金属材料的高速加工,被广泛应用于汽车、航空航天、电子和木材加工等领域。

PCD刀片:
PCD刀片是指具有整体PCD切削刃的硬质合金基体刀片。PCD复合片切削刃被直接焊在硬质合金基体上,因此消除了金刚石和硬质合金之间的缝隙,可避免切屑堵塞。为在精加工非铁金属尤其是铝材料时有效控制切屑,国外开发出一种带有断屑器的PCD刀片。
PCD刀片的特点在于金刚石具有硬度高、抗压强度高、导热性以及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。
PCD刀片主要应用于以下两个方面:
①难加工,有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工有色金属材料时,往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷,而PCD刀片则可表现出良好的加工性能,用PCD刀片可有效的加工过共晶硅铝合金。
②难加工非金属材料的加工,PCD刀片非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料、人造板材等难加工非金属材料的加工。

PCD刀片材料的主要性能指标:
①PCD的硬度大于8000HV,为硬质合金的80-120倍;
②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5-9倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀片热量传递迅速;
③PCD的摩擦系数一般仅为0.1-0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4-1),因此PCD刀片可显著减小切削力;
④PCD的热膨胀系数仅为0.9*10-6-1.18*10-6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀片热变形小,加工精度高;
⑤PCD 刀片与有色金属和非金属材料的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。
PCD 刀片上加工三维断屑槽的作用:结合PCD 刀片的优良性能,在PCD 刀片上加工设计合理的三维断屑槽可以有效防止产生不受欢迎的缎带形和螺旋形切屑。这种三维PCD断屑槽除了可增强对切屑的控制外,集成在断屑槽中的较大剪切角还能降低工件的热膨胀厚度减小切削压力,从而可提高工件的加工精度,省略二次加工,同时还能延长刀具寿命,研
究表明,与不加工断屑槽的PCD 相比较,带有三维断屑槽的PCD 刀具使用寿命至少可以增加20-30%。
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